模具各种零件具体工艺副详细图解希望对您有用.doc
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1、第2章 模具零件的机械加工机械加工方法广泛地用于模具零件的制造。根据模具设计图样中的模具零件结构要素和技术规定,制造完毕一副完整模具,其工艺过程一般可分为:毛坯外形的加工,工作型面的加工;模具零部件的再加工;模具装配等。即使采用其他工艺方法(如特种加工),仍然需要采用机械加工完毕模具的粗加工、半精加工,为模具的进一步加工发明条件。模具零件的机械加工方法有以下几种情况:普通精度零件用通用机床加工。例如,车削、铣削、刨削、钻削、磨削等。这些加工方法对工人的技术水平规定较高。加工完毕后要进行必要的钳工修配后再装配。精度规定较高的模具零件用精密机床加工;形状复杂的空间曲面,采用数控机床加工;对特殊零件
2、可考虑其它加工方法,如挤压成型加工、超塑成型加工、快速成型技术等。用于模具机械加工的精密机床有:坐标镗床、精密平面磨床、坐标磨床等。加工模具零件常用的数控机床有:数控铣床、加工中心、数控磨床等。由于数控加工对工人的操作技能规定低、成品率高、加工精度高、生产率高、节省工装,工程管理容易、对设计更改的适应性强、可以实现多机床管理等一系列优点,对实现机械加工自动化,使模具生产更加合理、省力、改变模具机械加工的传统方式具有十分重要的意义、这也是此后模具发展的方向。用机械加工方法制造模具,在工艺上应充足考虑模具零件的材料、结构形状、尺寸、精度和使用寿命等方面的规定,采用合理的加工方法和工艺路线,来保证模
3、具的加工质量,提高生产效率、减少生产成本。特别应注旨在模具设计和制造中,不应盲目追求模具加工精度和使用寿命的提高,否则就会导致模具生产成本提高,减少公司经济效益。2.1模具导向零件的加工导向零件是各类模具中应用广泛的重要零件。这些零件制造质量的好坏,将直接影响模具的制造质量和最后成型制件的质量。因此,模具导向零件的制造技术对模具有着重要的作用。模具的导向零件是指在组成模具的零件中,可以对模具运动零件的方向和位置起着定位作用的零件。模具中设立导向零件的目的,重要是保证模具中有相对运动零件的运动方向对的。当运动零件停止后,其零件之间的相对位置准确。本章以典型的标准导向零件为重点予以介绍。2.1.1
4、模具导向零件的结构及分类1.常用模具导向零件的分类不同种类的模具,有着不同结构形状的导向零件,一般可分为滑动导向零件和滚动导向零件。导柱、导套和滑块是模具中应用最多的导向零件。所以,它的种类和结构形状也是多种多样。如冲压模具的导柱、导套按配合形式可分为滑动式和滚动式。按照装配形式又分为固定式和可拆卸式。除以上导柱外尚有卸料、顶出用的杆类导向零件及小型导柱等。塑料注射模具中除了导柱、导套外,尚有抽芯机构中应用的斜导柱、顶出板用的小型导柱、限位用的导柱等。各种导柱的形状、大小、用途各异,但其功能都是起导向作用。目前,对冲压模具、金属压铸模具和塑料模具的导柱、导套等导向零件都已标准化,可进行批量的制
5、造、选用时则根据不同的规定进行选择应用。斜滑块和导滑槽是在成形或抽芯机构中起导向作用,它们需根据模具的具体结构进行设计制造。图2.1.1为标准的导柱、导套;图2.1.2为模具常用的滑块和导滑形式。 图2.1.1标准的导柱、导套图2.1.2 模具常用的滑块和导滑形式2.导向零件的基本规定模具运动零件的导向,是借助导向零件之间精密的尺寸配合和相对的位置精度,来保证运动零件的相对位置和运动过程中平稳、无阻滞的运动。所以,导向零件的配合表面都必须进行精密加工,并且要有较好的耐磨性。一般导向零件配合表面的精度可达IT6,表面粗糙度Ra=0.630.32m。对精密的导向零件配合表面的精度可达IT5,表面粗
6、糙度Ra=0.160.08m。常用导向零件的材料,一般为20号钢、T8A、Tl0A等。因其配合表面规定有较好的耐磨性,表面硬度高达5660HRC。所以,导向零件都要进行热解决。当用20号钢制造的导向零件,需进行表面渗碳后再进行淬火解决才干达成硬度规定。对T8A、Tl0A等工具钢材料,进行淬火解决即可达成表面的硬度规定。 导向零件的形状比较简朴。加工方法一般采用普通机床进行粗加工和半精加工后再进行热解决,最后用磨床进行精加工,消除热解决引起的变形,提高配合表面的尺寸精度和减小配合表面的粗糙度。对于配合规定高、精度高的导向零件,还要对配合表面进行研磨,才干达成规定的精度和表面粗糙度。 虽然导向零件
7、的形状比较简朴,加工制造过程中不需要复杂的工艺、设备及特别复杂的制造技术,但其质量的好坏将直接影响模具的导向精度和成形制件的质量。所以,对模具导向零件的制造应予以充足重视。 2.1.2导柱的制造 各种模具应用的导柱其结构种类很多,但重要构成的表面为不同直径的同轴圆柱表面。因此,可根据它们的结构形状、尺寸和材料规定,直接选用适当尺寸的热轧圆钢为毛坯料。 在机械加工过程中,除保证导柱配合表面的尺寸和形状精度外,还要保证各配合表面之间的同轴度规定。导柱的配合表面是容易磨损的表面。因此,对其配合表面应有一定的硬度规定。所以,在精加工之前要安排热解决工序,以达导柱规定的硬度。 1.导柱加工的工艺过程及其
8、技术规定图2.1.3所示为一塑料注射模的导柱,其加工工艺过程如表2.1.1所示:图2.1.3塑料注射模导柱表2.1.1塑料注射模导柱加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备检查1下料按图纸尺寸:长度余量(23)锯床、砂轮切机自检2粗车外圆定位: 车端面和所有外圆面; 车锥面; 倒出45角和圆角R。 车床自检3钻、锪中心孔外圆定位:钻端面中心孔(3.64.6m锪中心锥形孔。车床自检4半精车、精车中心孔定位:半精车、精车各外圆面;精车锥面,倒锥面R角。车床专职检查员5热解决热解决:20号钢渗碳0.81.2 (或渗氮);淬火(50-55)HRC或(55-60)HRC。热解决炉(检查硬度、平直度)。6研
9、磨中心孔外圆定位:研磨中心定位孔。车床7磨外圆中心孔定位:粗磨、精磨各段外圆; 直导柱可采用无心磨床加工磨床自检8研磨、抛光 研磨导柱导向部分外圆(固定部分不磨); 抛光R2、10角。9检查专职检查员10入库清洗、喷涂防锈润滑油后,分类用塑料薄膜包封后入库 2.导柱加工过程中的定位 导柱的加工过程中,为了保证各外圆柱面之间的位置精度和均匀的磨削余量。对外圆柱面的车削和磨削,一般采用设计基准和工艺基准重合的两端中心孔定位。所以,在半精车、精车和磨削之前需先加工中心定位孔,为后继工序提供可靠的定位基准。中心孔加工的形状精度,对导柱的加工质量有着直接的影响,特别是加工精度规定高的轴类零件。保证中心定
10、位孔与顶尖之间的良好配合是非常重要的。导柱中心定位孔在热解决后的修正,目的是消除热解决过程中也许产生的变形和其它缺陷,使磨削外圈柱面时能获得精拟定位,保证外圆柱面的形状和位置精度规定。 中心定位孔的钻削和修正,是在车床、钻床或专用机床上按图纸规定的中心定位孔的型式进行钻削加工的。中心定位孔修正时,在车床上如图2.1.4所示。加工时用车床三爪卡盘夹持锥形砂轮,在被修正的中心定位孔处加人少量煤油或机油,手持工件运用车床尾座顶尖支撑,开动机床运用车床主轴的转动进行磨削。此法效率高、质量较好。但砂轮易磨损,需经常修整。 图2.1.4锥形砂轮修正中心定位孔 2.1.5硬质合金梅花棱顶尖1-三爪卡盘;2-
11、锥形砂轮;3-工件;4-尾座顶尖如图2.1.4中的锥形砂轮假如用锥形铸铁研磨头代替,在被研磨中心定位孔表面涂以研磨剂进行研磨,可达成更高的配合精度。采用图2.1.5所示的硬质合金梅花棱顶尖修正中心定位孔,可得到高的效率。但质量稍差,般用于大批量生产,且规定不高的顶尖孔修正,它是将梅花棱顶尖装人车床或钻床的主轴锥孔内,运用机床尾座顶尖将工件压向梅花棱顶尖,通过硬质合金梅花棱顶尖的挤压作用,修正中心定位孔的几何误差。3.导柱的研磨导柱研磨加工的目的是为了进一步提高导柱的表面质量,即提高导柱表面的精度和减少表面粗糙度达成设计的规定。为了保证导柱表面的精度和表面粗糙度Ra=0.630.l6m,所以增长
12、了研磨工序。 在生产数量大的情况下,研磨加工可以在专用研磨机床上进行。在单件、小批量生产中,可采用研磨工具如图2.1.6所示,在普通车床上进行研磨。研磨时将工件表面涂上研磨剂,把研磨具套装在导柱被研磨表面上,运用拖板的往复运动和主轴的旋转运动进行研磨。研磨量的大小控制,可通过研磨具上调整螺钉的轴向调节,来调整研磨套直径的大小,达成精度规定。研磨套是用铸铁制造,其内径比工件的外径大0.020.04,研磨套的长度一般取工件研磨表面长度的25%50%。 图2.1.6研磨套 1-研磨架;2-研磨套;3-限位螺钉;4-调整螺栓一般粗研磨时,工作压力取100200kPa;精研磨时,工作压力取10一100k
13、Pa。粗研磨时,取研磨速度3050m/min,精研磨时,取研磨速度6l5m/min。假如工件材质较软或精度规定高时研磨速度取小值。导柱的研磨余量一般为0.050.012mm。研磨剂是用氧化铝或氧化铬(磨料)与机油或煤油(磨液)混合而成。而市售的研磨膏是由磨料、粘结剂(混合脂)、润滑剂和油酸等按一定比例调制面成。使用时要加入煤油或汽油稀释。研磨料的粒度一般粗研磨和半精研磨用W2010,精研磨用W7以下。研磨前,要将工件表面和研磨工具表面用汽油或煤油洗净,并将工件边沿的毛刺去除干净。不同粒度的磨料研磨后所能达成的表面粗糙度如表2.1.2所示。表2.1.2研磨后所能达成的表面粗糙度2.1.3导套的加
14、工导套是一种典型的筒体形零件,和导柱同样导套是模具中应用最广泛的导向零件。因其应用部位不同它的结构形状也不同,但构成导套的重要表面是内、外圆柱表面。因此,可根据它们的结构形状、尺寸和材料的规定,直接选用适当尺寸的热轧圆钢为毛坯。在机械加工过程中,除保证导套配合表面的尺寸和形状精度外,还要保证内外圆柱配合表面的同轴度规定。导套的内表面和导柱的外圆柱面为配合表面,使用过程中运动频繁,必须有一定的耐磨性,因此,需要有一定的硬度规定。在精加工之前必须安排热解决工序,提高其硬度。 在不同的生产条件下,导套的制造过程所采用的加工方法和设备不同,制造工艺也不同。 图2.1.7冲压模具滑动式导套材料20号钢,
15、热解决:表面渗碳层深度0.81.2,5862HRC图2.1.8小锥度心轴安装导套1-导套;2-心轴图2.1.9导套研磨工具1-锥度心轴;2-研磨套;3-调整螺母1. 导套的典型加工的工艺过程表2.1.3为图2.1.7冲压模具滑动式导套的加工工艺过程。表2.1.3冲压模具滑动式导套的加工工艺2.导套加工工艺过程中的定位导套在磨削时,对的选择定位基准,对保证内、外圆柱面的同轴度的规定是非常重要的。在上述加工工艺过程中,工件热解决后,在万能内外圆磨床上运用三爪卡盘夹持37.5mm外圆柱面。一次装夹后,磨出38mm的外圆和25mm的内孔。这祥可以避免多次装夹而导致的误差,能保证内外圆柱配合表面的同轴度
16、规定。它适应单件或小批量生产。对于大批量生产同一尺寸的导套时,可以先磨好内孔,再将导套套装在专用小锥度磨削心轴上,如图2.1.8所示。以心轴两端中心孔定位,使定位基准和设计基准重合。借助心轴和导套内表面之间的摩擦力带动工件旋转。磨削导套的外圆柱面,能获得较高的同轴度。这种方法操作简便、生产率高。但需制造专用的具有高精度的心轴,其硬度在60HRC以上。3.导套的研磨导套内孔的精度和表面粗糙度有较高的规定,对导套内孔配合表面进行研磨可进一步提高表面的精度和减少表面粗糙度,达成加工表面的质量和设计规定。对于大批量生产的情况下,可以在专用研磨机床上进行研磨。对于单件或小批量生产可采用研磨工具进行。如图
17、2.1.9所示为导套的研磨常用工具,它是由锥度心轴、铸铁研磨套和调整螺母组成。使用时将锥度心轴两端的中心孔装夹在车床主轴顶尖和尾座顶尖之间,由车床主轴带动心轴旋转。导套内孔涂上研磨剂,借助车床拖板的往复运动进行研磨,直至达成规定。 在研磨过程中,研磨进给量大小的控制,是通过锥度心轴两端的调整螺帽的轴向位移使研套2径向的扩大或缩小实现的。一般研磨内孔的余量为0.010.02mm,研磨套的长度为导套研磨长度的24倍。对研磨前的准备工作、研磨时的工作压力、研磨速度、研磨剂、研磨膏及研磨后达成的精度和表面粗糙度等可参见导柱的研磨。4.滚珠导套保持圈的加工和组装滚珠模架用保持圈如图2.1.10所示,保持
18、圈的钻孔工具如图2.1.11所示,保持圈的铆口工具如图2.1.12所示。图2.1.10滚珠模架用保持圈圈2.1.11保持圈的钻孔工具 图2.1.12铆口工具2.1.4滑块和导滑槽滑块和斜滑块广泛用于冲压模具、塑料模具、金属压铸模具等成形方向转换、侧向抽芯及分型导向的零件。工作时,滑块或斜滑块在斜楔或斜导柱的带动下,于导滑槽内运动,进行侧向成形或在开模后,制件顶出之前完毕侧向分型或抽芯工作,达成模具成形方向转换或使制件顺利顶出模具的目的。由于模具的种类不同,使用滑块和斜滑块的作用也有较大的差别,其滑块和斜滑块结构、形状、大小也不同。大多数情况下以制导致组合式为主,图2.1.13所示;也可以和成形
19、的型芯制造为整体式(重要用于塑料模具侧向分型或抽芯)。滑块和斜滑块多为平面和圆柱面的组合,根据使用的模具不同,它存在在配合规定高的斜面、斜孔和成型表面,形状、位置精度和配合规定较高。所以,在机械加工过程中,除保证尺寸、形状精度外,还要保证互相位置精度。对于滑动表面和成型表面还要保证较低的表面粗糙度。图2.1.13组合式滑块滑块和斜滑块的导向表面及成型表面规定有较好的耐磨性和较高的硬度。常选用的材料为工具钢或合金工具钢,经锻造制成毛坯。在精加工前要安排热解决达成硬度规定。目前在塑料模具中还广泛采用自润滑导板。现以图2.1.13所示组合式滑块为例,介绍其加工过程。2.1.5斜导柱孔的研磨图2.1.
20、13所示斜导柱孔的尺寸公差值较大,它和斜导柱在工作过程中配合很松,内孔的表面粗糙度低。重要的目的是在开模之初使滑块的抽芯运动滞后于开模运动,使动、定模可以分开一个很小的距离之后,斜导柱才开始接触滑块的斜导柱孔内表面开始抽芯运动。此时,内孔表面和斜导柱外圆表面为滑动接触。设计时,内孔表面的粗糙度要低并且有一定硬度规定。因此,对内孔研磨的目的是修正内孔热解决导致的变形及减少表面粗糙度。斜导柱内孔的研磨方法基本同导套的研磨方法。为了保证斜导柱内孔和模板导柱孔的同轴度,亦可用模板装配后进行配加工。2.1.6导滑槽的加工 导滑槽和滑块是模具横向分型的抽芯导向装置。抽芯运动中规定滑块在导滑槽内运动平稳、无
21、上下窜动和卡紧现象。导滑槽常用的结构型式如图2.1.14所示。因模具的结构不同,导滑槽的结构型式也不同。一般可分为整体式和组合式两种。图2.1.14导滑槽常用的结构 导滑槽常用的制造材料一般为45、T8A、Tl0A等材料,并经热解决使其硬度达成5256HRC。由于导滑槽的结构比较简朴,大多数的导滑槽都是由平面组成。因此,机械加工比较容易,可采用刨削、铣削、磨削的方法进行机械加工。对其加工方案的选择和加工工艺过程,可参阅本书模板类零件和滑块的有关内容。 导滑槽和滑块的配合,在上、下和左、右两个方向各有一对平面是间隙配合,它们的配合精度一般为H7/f6或H8/f7,表面粗糙度Ra=0.631.25
22、m。2.2模板类零件的加工模板是组成各类模具的重要零件。在任何一套模具中,模板类零件都有着大量的应用,在冲压、塑料制品成型、金属压铸等模具中,模板类零件所占的比例高达80%以上。因此,模板类零件的制造如何满足模具结构、形状、成型等各种功能的规定,达成所需要的制造精度和性能,取得较高的经济效益,是模具制造的重要问题。为此,本章将对模板类零件的制造技术、加工方法进行系统的介绍。2.2.1模板类零件的概述模板类零件是指模具中所应用的平板状的零件。如图2.2.1所示塑料制品成型模具中的定模板、定模固定板、动模板、动模固定板、型腔板、推料板、推杆固定板、支撑板等。图2.2.2所示金属冲压模具中的上、下模
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